徐 輝，李海輝，劉 念，胡昌文

（江西核工業(yè)興中科技有限公司，江西南昌330002）

化工分析與測(cè)試

ICP-OES法測(cè)定堿式碳酸銅中鈉、鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘、砷

徐 輝，李海輝，劉 念，胡昌文

（江西核工業(yè)興中科技有限公司，江西南昌330002）

提出了用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測(cè)定堿式碳酸銅中鈉、鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘、砷等雜質(zhì)含量。對(duì)測(cè)定條件及工作參數(shù)進(jìn)行了研究，采用釔標(biāo)準(zhǔn)溶液內(nèi)標(biāo)法消除基體干擾，通過(guò)選擇適宜的分析譜線以消除光譜干擾。與原子吸收分光光度計(jì)法（AAS）相比，此方法分析速度快、精密度高。

堿式碳酸銅；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；光譜干擾；釔標(biāo)準(zhǔn)溶液內(nèi)標(biāo)法

堿式碳酸銅廣泛用于有機(jī)合成催化劑、電鍍、原油脫硫劑、木材防腐劑、顏料、殺蟲(chóng)劑、磷毒解毒劑以及其他工業(yè)制銅鹽的原料。有效準(zhǔn)確地測(cè)量堿式碳酸銅中雜質(zhì)元素的含量，對(duì)控制堿式碳酸銅產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。目前檢測(cè)雜質(zhì)含量常用的方法有AAS法和ICP-OES法。AAS法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，但雜質(zhì)元素要分別測(cè)定，操作繁瑣、工作效率低，尤其是測(cè)定易電離的鈣元素時(shí)還必須加鑭鹽抑制其電離。ICP-OES法具有檢出限低、線性范圍寬、能同時(shí)測(cè)定多種元素等優(yōu)點(diǎn)，而且操作簡(jiǎn)單、工作效率高。筆者通過(guò)對(duì)測(cè)定條件及工作參數(shù)進(jìn)行選擇，采用釔標(biāo)準(zhǔn)溶液內(nèi)標(biāo)法消除基體效應(yīng)的影響，通過(guò)選擇適宜的分析波長(zhǎng)以消除光譜干擾，采用ICP-OES法快速測(cè)定了堿式碳酸銅中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As雜質(zhì)元素的含量，方法精密度RSD≤5%。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和溶液

Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As、Y標(biāo)準(zhǔn)溶液:質(zhì)量濃度為1.000 mg/mL（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）?；旌蠘?biāo)準(zhǔn)溶液:鐵、鉛、鋅、鈣、鉻、鎘質(zhì)量濃度各5 mg/L，砷質(zhì)量濃度10 mg/L。Y內(nèi)標(biāo)溶液:質(zhì)量濃度為50 μg/mL。鹽酸（優(yōu)級(jí)純）；一級(jí)水（電阻率＞18.0 MΩ·cm）；氬氣（純度大于99.9%）。

1.2 儀器設(shè)備

Optima 5300 DV型全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。工作條件:射頻發(fā)生器功率為1 300 W，觀測(cè)距離為15 mm，載氣流量為15 L/min，輔助氣流量為0.4 L/min，霧化氣流量為0.8 L/min，蠕動(dòng)泵泵速為1.5 mL/min。

1.3 樣品配制

稱取0.180 0 g樣品，用少量水潤(rùn)濕并分散試樣，緩慢加入3mL鹽酸，溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，加入2mL釔內(nèi)標(biāo)溶液，用一級(jí)水稀釋至刻度，搖勻。

同時(shí)做空白試驗(yàn)，空白試驗(yàn)溶液除不加試樣外，其他加入試劑的種類和量與試驗(yàn)溶液相同。

1.4 工作曲線溶液制備

用移液管分別移取0.00、1.00、2.00、4.00、8.00 mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液置于5個(gè)100 mL容量瓶中，分別加入2 mL釔內(nèi)標(biāo)溶液、3 mL鹽酸，用一級(jí)水稀釋至刻度，搖勻。用移液管分別移取0.00、2.00、4.00、10.00、20.00 mL鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于5個(gè)100 mL容量瓶中，分別加入2 mL釔內(nèi)標(biāo)溶液、3 mL鹽酸，用一級(jí)水稀釋至刻度，搖勻。

1.5 測(cè)定

在儀器最佳的測(cè)定條件下，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法按表1給出的雜質(zhì)元素波長(zhǎng)測(cè)定各待測(cè)元素的光譜強(qiáng)度，釔內(nèi)標(biāo)校正波長(zhǎng)為242.219nm或371.029nm。計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算各元素的濃度。

表1 雜質(zhì)元素波長(zhǎng)

2 結(jié)果與討論

2.1 光譜干擾試驗(yàn)

1）基體效應(yīng)。堿式碳酸銅中銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)55%以上，而雜質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在0.02%以下。要測(cè)定雜質(zhì)元素，高濃度的銅對(duì)雜質(zhì)元素的測(cè)定形成背景干擾，即基體效應(yīng)。降低銅含量基體效應(yīng)會(huì)減小，但雜質(zhì)元素的含量也會(huì)隨之降低。雜質(zhì)元素含量降低到一定程度將無(wú)法得到可靠穩(wěn)定的強(qiáng)度，從而影響雜質(zhì)元素含量的測(cè)定。為盡量減小銅對(duì)雜質(zhì)元素的基體效應(yīng)，且雜質(zhì)元素的測(cè)定濃度也在合適的范圍，實(shí)驗(yàn)把樣品銅質(zhì)量濃度控制在1 g/L以下，并采用釔內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行強(qiáng)度補(bǔ)償。

2）光譜干擾。除了高含量銅對(duì)雜質(zhì)元素光譜產(chǎn)生干擾以外，其他低含量的元素不足以干擾雜質(zhì)元素的測(cè)定。為消除光譜干擾，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了波長(zhǎng)選擇試驗(yàn)，其中Na 330.237 nm、Zn 213.857 nm和330.258 nm、Ca 227.546 nm、As 197.197 nm、Pb 217.000 nm受基體干擾嚴(yán)重，Zn 202.548 nm受銅干擾比較嚴(yán)重，所以不選擇上述波長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其他波長(zhǎng)雖然基體干擾和光譜干擾比較小，但是各波長(zhǎng)的靈敏度也有強(qiáng)弱之分。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出各雜質(zhì)元素最佳測(cè)定波長(zhǎng)（見(jiàn)表1）。

2.2 ICP-OES工作參數(shù)選擇

實(shí)驗(yàn)采用耐腐蝕耐高鹽正交霧化器，在霧化器進(jìn)樣端裝有耐腐蝕寶石噴嘴，與氬氣寶石噴嘴十字交叉，霧化效率高、靈敏度高、穩(wěn)定性好。實(shí)驗(yàn)考察了射頻功率、輔助氣流量、蠕動(dòng)泵泵速和霧化氣流量對(duì)測(cè)定的影響。結(jié)果表明:輔助氣流量對(duì)測(cè)定的影響相對(duì)不大，由于試樣鹽分比較高，易沉積在中心管，試驗(yàn)選擇輔助氣流量為0.4 L/min；優(yōu)化射頻功率為1 300 W，觀測(cè)距離為15 mm，載氣流量為15 L/min，霧化氣流量為0.8 L/min，蠕動(dòng)泵泵速為1.5 mL/min。

2.3 測(cè)定背景選擇

對(duì)測(cè)定元素選擇不扣背景和自動(dòng)扣背景分別進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)表明，扣背景的條件更佳。

2.4 方法檢出限

按照GB/T 30902—2014《無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品雜質(zhì)元素的測(cè)定ICP-OES法》附錄C檢出限測(cè)定方法，配制4個(gè)質(zhì)量濃度成比例的待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，以及稱取高純銅（純度＞99.999%）配成銅質(zhì)量濃度為1 g/L的空白溶液。調(diào)節(jié)儀器至最佳工作狀態(tài)，測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的強(qiáng)度，繪制工作曲線。對(duì)空白溶液連續(xù)測(cè)定10次，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。以標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍對(duì)應(yīng)的濃度作為各元素檢出限，再折算出堿式碳酸銅（Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)按55%計(jì)）的檢出限。各元素檢出限及HG/T 4825—2015《工業(yè)堿式碳酸銅》雜質(zhì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。由表2看出，檢出限都大大低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雜質(zhì)技術(shù)指標(biāo)，表明可以使用本方法檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量。

表2 各元素檢出限

2.5 方法精密度

分取堿式碳酸銅試樣8份，按照試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）見(jiàn)表3。

表3 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)論

用ICP-OES法測(cè)定堿式碳酸銅中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As等雜質(zhì)元素含量。與AAS法相比，ICP-OES法具有快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、精密度高等特點(diǎn)，在堿式碳酸銅雜質(zhì)項(xiàng)的測(cè)定中具有推廣意義。

聯(lián)系方式：136087968@qq.com

Determination of Na，F(xiàn)e，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and Asin basic copper carbonate with ICP-OES method

Xu Hui，Li Haihui，Liu Nian，Hu Changwen
（Jiangxi Nuclear Industry Xingzhong Technology Co.，Ltd.，Nanchang 330002，China）

The analysis method for determination of Na，F(xiàn)e，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and As in basic copper carbonate based on the inductively coupled plasma optical emission spectrometry（ICP-OES）has been presented.The determination conditions and operating parameters were researched.The yttrium standard solution internal standard method was used to remove matrix interference effect，and appropriate spectral line was selected to eliminate spectrum disturbance.Compare with atomic absorption spectrophotometry（AAS），this method had a faster analysis speed and a higher accuracy.

basic copper carbonate；ICP-OES；spectral interference；yttrium standard solution internal standard method

TQ131.21

A

1006-4990（2016）09-0072-02

2016-03-20

徐輝（1969— ），男，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)殁掓嚲?xì)化工產(chǎn)品的研究、檢測(cè)、生產(chǎn)。

胡昌文